DE2850453C2 - Circuit arrangement for the automatic adaptation of ignition generators to a variable network frequency - Google Patents

Description

ferenzspannungsquelle 5, einem Regler 6, einem Mittelwertbildner 7 und einem Umkehrverstärker 8 bestehtreference voltage source 5, a regulator 6, an averaging device 7 and an inverting amplifier 8

Gemäß Fig.4 wird der von der Rsferehzspanhung Us ausgehende zeitlineare Spannungsanstieg am Ausgang des Integrators des Sägezahngenerators 2 durch s einen immer im Nulldurchgang eier Wechselspannung erzeugten Synchronisierimpuls abgebrochen und infolge Kondensatorschnellentladung auf Null geführt Die sich hierdurch ergebende Sägezahnspannung Lh wird auf den Mittelwertbildner 7 geschaltet und dessen Ausgangsspannung mit dem Faktor 2 verstärktAccording to Figure 4, the outgoing of the Rsferehzspanhung Us time-linear increase in voltage at the output of the integrator of the sawtooth generator 2 by s an ever broken eggs AC synchronizing pulse produced at the zero crossing and guided due capacitor rapid discharge to zero The resulting thereby sawtooth Lh is switched to the averaging unit 7, and whose output voltage is amplified by a factor of 2

Durch Vergleich der mittels des Umkehrverstärkers 8 polaritätsmäßig angepaßten Referenzspannung Us mit der Ausgangsspannung LZ₇ des Mittelwertbildners 7 in einem Vergleicher 10 ergibt sich die durch den Regler 6 verstärkte Ausgangsspahhung Ui, die — zusätzlich auf den Integratoreingang des Sägezahngenerators 2 geschaltet — dafür sorgt daß der Spitzenwert der Sägezahnspannung i/2 immer den Betrag der Referenzspannung Us annimmt Die Symmetrie der Ausgangsimpulse ist damit lediglich von dei Genauigkeit der Bauelemente (Bewertungswiderstände, Operationsverstärker) abhängig. Die Toleranz des Integrationskondensators des Sägezahngenerators 2 kann jedoch 20—30% betragen und damit aus den gängigen Listen ausgewählt werden.By comparing the polarity-adjusted reference voltage Us by means of the reversing amplifier 8 with the output voltage LZ _{7 of} the averaging unit 7 in a comparator 10, the output voltage Ui amplified by the controller 6 results, which - additionally connected to the integrator input of the sawtooth generator 2 - ensures that the peak value the sawtooth voltage i / 2 always assumes the magnitude of the reference voltage Us . The symmetry of the output pulses is therefore only dependent on the accuracy of the components (evaluation resistors, operational amplifiers). The tolerance of the integration capacitor of the sawtooth generator 2 can, however, be 20-30% and can thus be selected from the current lists.

Frequenzänderungen, die durch Anschluß an Netze anderer Frequenz als 50 Hz auftreten, werden vom Steuersatz durch Selbstanpassung verarbeitet. Wie der Vergleich zwischen 50 und 60 Hz zeigt, ist der Steuerwinkel λι(6ομ*; bezogen auf die jeweilige Frequenz gleich dem Steuerwinkel Λ350 /fa>Frequency changes that occur due to connection to networks with a frequency other than 50 Hz are recognized by the Tax rate processed by self-adjustment. As the comparison between 50 and 60 Hz shows, the control angle is λι (6ομ *; based on the respective frequency equal to the control angle Λ350 / fa>

Der Frequenzbereich wird durch die Synchronisierimpulsbreite und den Ausgangsspannungshub des Reglers 6 begrenzt Eine Selbstanpassung im Bereich 25 -100 Hz ist jedoch möglich.The frequency range is determined by the synchronization pulse width and the output voltage swing of the controller 6 limited A self-adjustment in the range 25-100 Hz is possible.

F i g. 5 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eines 6-pulsigen Steuersatzes, wobei je Netzphase (ein bis drei Strich) jeweils ein Steuersatz aber nur eine gemeinsame Referenzspannungsquelle 5 und ein gemeinsamer Umkehrverstärker 8 vorgesehen sind.F i g. 5 shows the circuit arrangement according to the invention of a 6-pulse control set, with each network phase (one to three lines) one tax rate each but only one common reference voltage source 5 and one common Reversing amplifiers 8 are provided.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

4545

5050

5555

6060

Claims (1)

1 2 Schwankungen beschränken. Patentansprüche: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei einer Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen1 2 Limit fluctuations. Claims: The invention is based on the object of a circuit arrangement of the type described at the beginning 1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Anpas- Art durch Bauelementetoleranzen notwendigen Absung von Zündgeneratoren an eine variable Netzfre- s gleicharbeiten zu vermeiden und den Einsatz der Schalquenz für einen nach dem Vertikal-Steuerungs-Prin- tungsanordnung in einem größeren Frequenzändezip arbeitenden Steuersatz eines mehrphasigen rungsbereich zu gewährleisten. Dabei soll vorausgesetzt netzgeführten Stromrichters mit mindestens einem sein, daß Frequenzsprünge nicht vorkommen, Bauelemit einem Integrator ausgebildeten Sägezahngene- mente sich nur langsam verändern und Temperaturänrator, der eingangsseitig zur Steuerung für die Steil- io derungen ebenfalls nicht sprunghaft auftreten.1. Circuit arrangement for the automatic adapting type required by component tolerances of ignition generators to a variable mains frequency and to avoid the use of the switching sequence for one after the vertical control print arrangement in a larger frequency change to ensure working tax rate of a multiphase area. This is supposed to be a prerequisite Line-commutated converter with at least one, that frequency jumps do not occur, Bauelemit sawtooth elements designed by an integrator change only slowly and temperature oscillator, which also do not occur suddenly on the input side to the control for the steepness changes. heit der Sägezahnspannung mit einer von der varia- Die vorgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindungthat is, the sawtooth voltage with one of the varia- The aforementioned object is achieved according to the invention blen Netzfrequenz abhängigen Steuerspannung be- durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merk-blen mains frequency-dependent control voltage characterized by the features characterized in claim 1 aufschlagten Steuerschaltung verbunden ist und der male gelöst.The open control circuit is connected and the male is released. mit den Nulldurchgängen der zugehörigen Phase Unter geringem Materialaufwand erfolgt damit eine der Netzwechselspannung synchronisiert ist, da- is Anpassung des Steuersatzes ohne zusätzliche Abgleichdurch gekennzeichnet, daß je Strornrich- arbeiten an andere Netafrequenzen im in der Praxis terphase der Integrator des Sägezahngenerator^ (2) interessanten Bereich von 25 bis 100 Hz bei gleichzeitials Regelstrecke eines Regelkreises für den Spitzen- gern automatischen Ausgleich der durch Bauelementewert der Sägezahnspannung (Lh) geschaltet ist, bei toleranzen bedingten Abweichungen der Sägezähne welchen Regelkreisen jeweils ein Eingang des Inte- 20 voneinander. Ferner entfällt bei 3- bzw. 6pulsigen Steugrators mit einer eine für alle Netzphasen gemeinsa- ersätzen bei Verwendung nur einer Referenzspannung me Führungsgröße bereitstellenden Referenzspan- vorteilhafterweise ein impulssymmetrierender Abnungsquelle (5) verbunden ist und der Ausgang des gleich.with the zero crossings of the associated phase With little material expenditure, one of the mains alternating voltage is synchronized so that the control rate is adjusted without additional adjustment characterized by the fact that each current rectifier works on other mains frequencies in the phase of the integrator of the sawtooth generator ^ (2) which is of interest Range from 25 to 100 Hz with simultaneous controlled system of a control loop for the peak like automatic compensation which is switched by the component value of the sawtooth voltage (Lh) , in the case of tolerance-related deviations of the sawtooth which control loops each have an input of the integrator from each other. Furthermore, in 3- or 6-pulse controllers with a reference span providing a common replacement for all mains phases when only one reference voltage me reference variable is used, a pulse-symmetric output source (5) is advantageously connected and the output of the same. Integrators an einen Mittelwertbildner (7) ange- Eine vorteilhafte Ausbildung des Effindungsgedan-Integrator to an averaging device (7). schlossen ist, dessen Ausgang mit der Ausgangs- 2s kens ist im Anspruch 2 gekennzeichnetis closed, the output of which with the output 2s kens is characterized in claim 2 spannung als Regelgröße an einen Vergleicher (10) Anhand der Zeichnung soll im folgenden neben demvoltage as a controlled variable to a comparator (10) Using the drawing, in addition to the geschaltet ist, an den außerdem der Ausgang eines Disher verwendeten Prinzip die Erfindung beispielswei-is connected, to which also the output of a disher principle used the invention for example Umkehrverstärkers (8) für die Führungsgröße ange- se erläutert werden. Es zei gtReversing amplifier (8) for the reference variable are explained appropriately. It shows schlossen ist, wobei der Umkehrverstärker (8) ein- Fi g. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Steuersat-is closed, the reversing amplifier (8) a Fi g. 1 is a block diagram of a known control unit gangsseitig mit der Referenzspannungsquelie (5) 30 zes in einphasiger Ausführung,on the output side with the reference voltage source (5) 30 zes in single-phase design, verbunden ist und der Vergleicher (10) zur Eingabe F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der Signalspannungenis connected and the comparator (10) for input F i g. 2 shows the signal voltages over time der Differenz zwischen Regel- und Führungsgröße an einzelnen Elementen des bekannten Steuersatzesthe difference between the control variable and the reference variable for individual elements of the known tax rate an den Eingang eines ausgangsseitig ebenfalls an den nach F i g. 1,to the input of an output side also to the according to FIG. 1, Eingang des Integrators des Sägezahngenerators (2) F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Steuersatzes gemäßInput of the integrator of the sawtooth generator (2) F i g. 3 is a block diagram of a tax rate according to gelegten Regelverstärkers (6) angeschlossen ist, der- 35 der Erfindung,connected control amplifier (6), the 35 of the invention, art, daß der Spitzenwert der Sägezahnspannung (U2) Fig. 4 den zeitlichen Verlauf der Signalspannungenway that the peak value of the sawtooth voltage (U2) 4 shows the signal voltages over time immer den Betrag der Referenzspannung (Ui) an- an einzelnen Elementen des Steuersatzes nach F i g. 3always the amount of the reference voltage (Ui) on individual elements of the tax rate according to Fig. 3 nimmt. undtakes. and 2. Schaltungsanordnung nach Ansprach 1, da- Fig.5 ein Blockschaltbild eines 6-pulsigen Steuersatdurch gekennzeichnet, daß als Regelverstärker (6) 40 zes gemäß der Erfindung.2. Circuit arrangement according to spoke 1, since Fig.5 is a block diagram of a 6-pulse Steueratdurch characterized in that the control amplifier (6) 40 zes according to the invention. ein PI-beschalteter Operationsverstärker vorgese- F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild eines bekanntena PI-wired operational amplifier is provided. 1 shows the block diagram of a known one hen ist. Steuersatzes in einphasiger Ausführung, bestehend aushen is. Tax rate in a single-phase version, consisting of einer Synchronisierstufe 1, einem Sägezahngenerator 2,a synchronization stage 1, a sawtooth generator 2, einem Spannungskomparator 3 und einer Impulsfor-a voltage comparator 3 and a pulse shape 45 mer- und Impulsverstärkerstufe 4. Durch Erfassen des Nulldurchgangs (Synchronisier-Impulse U\) der netz-45 mer and pulse amplifier stage 4. By detecting the zero crossing (synchronization pulses U \) of the mains Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- synchronen Steuerwechselspannung U_iy„ mit der Syn-The invention relates to a circuit arrangement-synchronous AC control voltage U _iy " with the syn- nung entsprechend dem Oberbegriff des Patentan- chronisierstufe 1 wird der Integrator des Sägezahnge-In accordance with the generic term of patent anchoring stage 1, the integrator of the sawtooth spruchs 1. Eine derartige Schaltungsanordnung ist nerators 2 eingeschaltet, dessen Ausgangsspannung Ui Claim 1. Such a circuit arrangement is switched on generator 2, the output voltage of which is Ui durch die DE-AS 21 19 525 bekannt. 50 mit der Steuerspannung U_n verglichen wird. Bei Be-known from DE-AS 21 19 525. 50 is compared with the control voltage U _n . When loading Mit dieser Schaltungsanordnung ist eine selbsttätige tragsgleichheit beider Spannungen wird der Kompara-With this circuit arrangement there is an automatic equality of inertia of the two voltages, the comparative Anpassung des Steuersatzes an sich ändernde Netzfre- tor 3 ein Signal U₃ auf die Impulsformer- und Impulsver-Adaptation of the tax rate to the changing mains fre- tor 3 a signal U ₃ on the pulse shaper and pulse converter quenzen erreichbar. Dabei werden frequenzabhängige stärkerstufe 4 schalten, wodurch ein Ausgangsimpuls Ut sequences attainable. Frequency-dependent power level 4 will be switched, creating an output pulse Ut Korrekturgrößen auf die Sägezahngeneratoren der erzeugt wird. Die Polarität der synchronisierendenCorrection variables on the sawtooth generator that is generated. The polarity of the synchronizing mehrpulsigen Steuersätze aufgeschaltet. Vorausgesetzt 55 Spannung entscheidet, oh der 0°-Ausgang oder dermulti-pulse tax rates applied. Assuming 55 voltage decides, oh the 0 ° output or the wird aber stets, daß die Bauelemente, vor allem die den 180°-Ausgang der Stufe 4 den Impuls ausgibt.but it will always be that the components, especially the 180 ° output of stage 4 emits the pulse. Sägezahn bildenden Kondensatoren gleiche Werte auf- Die Beschreibung des Verfahrens macht deutlich, daßSawtooth capacitors have the same values. The description of the method makes it clear that weisen, da andernfalls die Inipulssymmetrie beträchtlich die Impulslage
leidet. Diese Voraussetzung ist aber in der Praxis nichtotherwise the pulse symmetry considerably affects the pulse position
suffers. However, this requirement is not in practice gegeben. 60 dx = f(U_H) given. 60 dx = f (U _H ) Auch durch die DE-OS 26 37 781 ist eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Anpassung von Zündgene- bei gleichbleibendem Steuerspannungshub unterschiedratoren für Stromrichter an die jeweilige Netzfrequenz liehe Steuerwinkel aufweist, falls sich die Netzfrequenz bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung werden für z. B. von 50 Hz auf 60 Hz ändert, wie das auch aus den einen Steuersatz auch Veränderungen der Bauelemente 65 einzelnen Spannungsverläs.ifen in F i g. 2 erkennbar ist,
ausgeglichen. Der Einsatz dieses Steuersatzes muß sich Die erfindungsgemäße Schaltung verfügt gemäß jedoch aufgrund seines anderen Prinzips in der Praxis Fig. 3 neben den Funktioiisblöcken 1 bis 4 über einen auf einen Bereich relativ kleiner Frequenz- und Bauteil- Regelkreis pro Sägezahngenerator 2, der aus einer Re-Also by DE-OS 26 37 781 a circuit arrangement for the automatic adaptation of Zündgene- with constant control voltage swing differentiators for converters to the respective network frequency borrowed control angle has, if the network frequency is known. In this circuit arrangement are for z. B. changes from 50 Hz to 60 Hz, as well as changes in the components 65 of the individual voltages in FIG. 2 is recognizable,
balanced. The circuit according to the invention has, however, due to its different principle in practice FIG.